CN103168270B - 光操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光操作装置，其具备：从外部输入光或向外部输出光的光输入输出口；使从光输入输出口入射的光朝向光输入输出口射出且具有偏振波依赖特性的空间光调制器；配置在光输入输出口与空间光调制器之间，并使光输入输出口与空间光调制器光学性地耦合的聚光元件；配置在聚光元件与空间光调制器之间，进行操作，以使输入的光的偏振波状态仅由单一的偏振波方向构成，然后将其输出的偏振波操作元件。由此，提供一种更小型的光操作装置。

Description

光操作装置
技术领域
本发明涉及对光的强度、波长、相位、偏振波状态或路径等进行操作的光操作装置。
背景技术
近年来的光通信系统由于其方式为点对点(point-to-point)型，因此向环型或网型的网络不断发展。在这种方式的网络的节点上需要作为光操作装置的光开关装置，该光操作装置用于使任意的信号光向任意的口输入输出，而任意地变更信号光的路径。尤其是使用互不相同的波长的信号光被波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing)的波长多重信号光时，需要对于任意的波长的信号光能够任意地变更路径的波长选择光开关装置。
在这种光开关装置中，为了切换信号光的路径，有时使用LCOS(LiquidCrystalOnSilicon)(参照专利文献1、2)。LCOS是利用液晶对入射的光的相位进行调制，而能够使其衍射的空间光调制器。因此，在使用了LCOS的光开关装置中，利用LCOS使从某路径输入的信号光衍射，向特定的路径输出，由此实现光开关动作。
这里，LCOS由于利用液晶的双折射，因此具有偏振波依赖特性。为了解决该问题，使用了LCOS的光开关装置具备偏振波分离元件及偏振波旋转元件。这种光开关装置中，偏振波分离元件将向光开关装置输入的信号光分离成彼此正交的2个直线偏振波的信号光，偏振波旋转元件使一方的信号光的偏振波方向旋转而使其与另一方的信号光的偏振波方向一致，从而使得偏振波方向一致的2个信号光向LCOS入射。由此，仅由单一的偏振波方向构成的信号光向LCOS入射，因此能解决偏振波依赖特性的问题。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】美国专利申请公开第2006/0067611号说明书
【专利文献2】美国专利申请公开第2005/0276537号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，伴随着光通信系统的高功能化，在构成系统的光通信装置中使用的光部件的个数也增加。因此，在装置的设置空间的制约等的关系方面，强烈地要求以光开关装置为首的、对光的强度、波长、相位、偏振波状态或路径等进行操作的光操作装置的小型化。
本发明鉴于上述情况而作出，目的在于提供一种更小型的光操作装置。
解决问题的手段
为了解决上述课题，实现目的，本发明的光操作装置的特征在于，具备：从外部输入光或向外部输出光的光输入输出口；使从所述光输入输出口入射的光朝向所述光输入输出口射出且具有偏振波依赖特性的空间光调制器；配置在所述光输入输出口与所述空间光调制器之间，并使所述光输入输出口与所述空间光调制器光学性地耦合的聚光元件；配置在所述聚光元件与所述空间光调制器之间，进行操作，以使输入的光的偏振波状态仅由单一的偏振波方向构成，然后将其输出的偏振波操作元件。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述偏振波操作元件具有：将从所述光输入输出口入射的光分离成彼此正交的2个直线偏振波的光的偏振波分离元件；配置在所述偏振波分离元件的所述空间光调制器侧且用于将所述2个光的偏振波方向形成为相同而输出的偏振波旋转元件。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述空间光调制器利用液晶对光进行空间调制。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述空间光调制器是LCOS。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述偏振波分离元件由双折射性材料构成。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述偏振波分离元件由方解石或金红石构成。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述偏振波分离元件是渥拉斯顿棱镜(ウオラストン)。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，具备配置在所述光输入输出口与所述聚光元件之间且对输入的光的波长成分进行分离的光色散元件，使用所述空间光调制器对通过所述光色散元件分离后的多个波长成分进行操作。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述光色散元件是衍射光栅。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，具备配置在所述光输入输出口与所述光色散元件之间的变形光学系统。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述空间光调制器是光开关。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述空间光调制器是强度调制器。
另外，本发明的光操作装置以上述的发明为基础，其特征在于，所述空间光调制器是相位调制器。
【发明效果】
根据本发明，通过将偏振波分离元件配置在聚光元件与空间光调制器之间，能够实现使用的光学元件的小型化，因此能起到使光操作装置更小型的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1的波长选择光开关装置的简要结构的框图。
图2是从另一方向观察图1所示的波长选择光开关装置而得到的图。
图3是表示图1所示的波长选择光开关装置中的各元件的配置的图。
图4是表示图1所示的准直器阵列的结构的图。
图5是表示图1所示的偏振波操作元件的结构的图。
图6是表示构成图1所示的空间光调制器阵列的空间光调制器的结构的分解图。
图7是表示以往的波长选择光开关装置的衍射光栅中的信号光的光路的图。
图8是表示图1所示的波长选择光开关装置的衍射光栅中的信号光的光路的图。
图9是表示以往的波长选择光开关装置的偏振波操作元件中的信号光的光路的图。
图10是表示图1所示的波长选择光开关装置的偏振波操作元件中的信号光的光路的图。
图11是与图7不同的从y轴方向正向观察以往的波长选择光开关装置的光路而得到的图。
图12是从y轴方向正向观察本实施方式1的波长选择光开关装置的光路而得到的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的光操作装置的实施方式。另外，并未通过该实施方式来限定本发明。而且，在各附图中，对于同一或对应要素适当标注同一符号。而且，应当注意的是，附图是示意性的图，各层的厚度与宽度的关系、各层的比率等有时与现实的情况不同。在附图相互之间，有时包括相互的尺寸的关系或比率不同的部分。而且，图中，适当使用xyz坐标系来说明方向，但各图中的xyz轴的方向相同。
(实施方式1)
首先，说明本发明的实施方式1的光操作装置即波长选择光开关装置。图1、图2是表示本实施方式1的波长选择光开关装置10的简要结构的框图。另外，图1是从xyz坐标系的x轴方向正向观察到的图，图2是从y轴方向正向观察到的图。如图1所示，该波长选择光开关装置10具备准直器阵列1、作为光开关的空间光调制器阵列2、作为聚光元件的聚光透镜3、偏振波操作元件4、作为光色散元件的衍射光栅5、以及变形光学系统6。另外，向该波长选择光开关装置10输入或输出的光并未特别限定，例如是波长1520～1620nm的光通信用的信号光。另外，空间光调制器阵列2既可以由排列成阵列状的4个空间调制器构成，也可以将一个空间光调制器分割成4个区域而独立地控制各个区域。
聚光透镜3配置在准直器阵列1与空间光调制器阵列2之间，并使它们进行光学耦合。这里，聚光透镜3既可以由1个透镜构成，也可以由多个透镜构成。偏振波操作元件4配置在聚光透镜3与空间光调制器阵列2之间，对输入的光的偏振波状态进行操作，具体而言如后述那样进行输入的光的偏振波分离和偏振波旋转。衍射光栅5是透过型衍射光栅，配置在准直器阵列1与聚光透镜3之间，对输入的光进行分光。变形光学系统6配置在准直器阵列1与衍射光栅5之间，变更输入的光的光束形状的纵横比。
图3是表示图1所示的波长选择光开关装置10中的各元件的配置的图。如此，由于实际上衍射光栅5中的光路较大地弯曲，因此从变形光学系统6到空间光调制器阵列2的各元件在衍射光栅5的前后保持角度配置。但是，在图1、2中，为了简化而将各元件沿着光路、直线性地配置表示。而且，如图3所示，作为变形光学系统6，可以使用变形棱镜对，但例如也可以将圆柱透镜组合。而且，在图3中，表示从准直器阵列1输入的光L1由衍射光栅5分光成波长不同的光L2、L3、L4的状态。如此，衍射光栅5配置成在yz平面内对光进行分光。
接着，依次具体说明准直器阵列1、偏振波操作元件4及空间光调制器阵列2。
图4是表示图1所示的准直器阵列1的结构的图。如图4所示，准直器阵列1具备：从外部输入光或向外部输出光的光输入输出口1a；多个准直透镜1b；对光输入输出口1a的各光纤口进行插通固定的光纤固定基材1c；安装于光纤固定基材1c并保持准直透镜1b的透明的垫片部1d。
光输入输出口1a将光纤口1aa～1ae沿着规定的排列方向(图中x轴方向)排列成阵列状。各光纤口被固定成使其光出射端面与安装有垫片部1d的光纤固定基材1c的面在同一平面上。而且，准直透镜1b对应于各光纤口1aa～1ae设置。而且，垫片部1d的厚度成为与准直透镜1b的焦距大致相当的厚度。其结果是，在该准直器阵列1中，准直透镜1b能够将从各光纤口输出的光形成为平行光，而且使输入的平行光向光纤口会聚耦合。
在该波长选择光开关装置10中，光输入输出口1a中，配置在聚光透镜3的光轴上的光纤口1aa被设定作为从外部输入光的共用的光纤口(Com口)，其他的4个光纤口1ab～1ae被设定作为向外部输出光的光纤口。即，该波长选择光开关装置10作为1×4的光开关发挥功能。
接着，说明偏振波操作元件4。图5是表示图1所示的偏振波操作元件4的结构的图。如图5所示，该偏振波操作元件4具有：偏振波分离元件4a；在偏振波分离元件4a的空间光调制器阵列2侧(纸面右侧)的侧面下部配置的偏振波旋转元件4b；在偏振波分离元件4a的空间光调制器阵列2侧的侧面上部配置的光路调整元件4c。
偏振波分离元件4a例如由金红石(TiO2)单结晶或方解石等的双折射性材料构成，将包含彼此正交的2个直线偏振波成分P1(x轴偏振波)、P2(y轴偏振波)在内的光L5，偏振波分离成具有直线偏振波成分P1的光L7和具有直线偏振波成分P2的光L6。这里，从偏振波分离元件4a射出的光L6和光L7沿着光输入输出口1a的排列方向分离。
偏振波旋转元件4b是λ/2波长板，使输入的光L7的偏振波方向旋转90度而与光L6的偏振波方向一致，然后将其输出。
光路调整元件4c由光学板(例如玻璃板)构成，具有对输入的光L6的光路长度进行调整的功能。即，如图5所示，光L6比在偏振波分离元件4a中进行偏振波旋转的光L7的光路长度短。因此，光路调整元件4c使光L6通过，由此调整光L6的光路长度，使光L6的光路长度与光L7的光路长度一致。光L6的光路长度的调整可以通过光路调整元件4c的厚度及折射率的设定来进行。
另外，偏振波分离元件4a可以是由双折射性材料形成的棱镜构成的渥拉斯顿棱镜。而且，在该偏振波操作元件4中，仅将光路调整元件配置在光L7的光路上，但也可以分别配置在光L6、L7的光路上。
接着，说明空间光调制器阵列2。空间光调制器阵列2由沿着图1的y方向排列成阵列状的4个空间光调制器构成。图6是表示构成图1所示的空间光调制器阵列2的空间光调制器2A的结构的分解图。如图6所示，该空间光调制器2A是LCOS，具有在形成有液晶驱动回路的硅基板2a上依次层叠了反射率大致为100％的反射层即像素电极组2b、作为空间光调制层的液晶层2c、取向膜2d、ITO(IndiumTinOxide)电极2e、罩玻璃2f的结构。
该空间光调制器2A能够进行如下控制：通过向像素电极组2b与ITO电极2e之间施加电压而使液晶层2c沿着图中x轴的方向具有折射率的等级。并且，通过调整该折射率的等级，在从罩玻璃2f侧入射的光由像素电极组2b反射而在液晶层2c中传播时，能够将光调整成以规定的衍射角衍射而射出。
另外，空间光调制器2A配置成使光输入输出口1a的光纤口1aa～1ae的排列方向与液晶层2c的折射率的等级的方向在x轴方向上一致。其结果是，该空间光调制器2A通过控制向液晶层2c施加的施加电压，而能够以从光纤口1aa入射的光L8作为光L9朝向其他的光纤口1ab～1ae中的任一个射出的方式控制光的出射角度θ。
另外，构成空间光调制器阵列2的其他的3个空间光调制器也具有与空间光调制器2A同样的结构。
接着，参照图1、2，说明该波长选择光开关装置10的动作。首先，向该波长选择光开关装置10的准直器阵列1的Com口(图4的光纤口1aa)输入由波长互不相同的4个信号光构成的波长多重信号光OS。准直器阵列1将波长多重信号光OS形成为平行光而向变形光学系统6输出。变形光学系统6使波长多重信号光OS的光束直径向衍射光栅5的光栅的排列方向扩大而输出。其结果是，波长多重信号光OS与更多的光栅接触，从而提高波长选择的分解能。衍射光栅5将波长多重信号光OS分光成波长互不相同的信号光OS1、OS2、OS3、OS4，以规定的角度输出。聚光透镜3使各信号光OS1～OS4的光路折射，经由偏振波操作元件4向空间光调制器阵列2会聚。
这里，如上所述，偏振波操作元件4对各信号光OS1～OS4进行偏振波分离，进行使分离后的2个光的偏振波方向一致并使其光路长度也一致的操作，然后输出。因此，各信号光OS1～OS4作为进行了上述操作后的信号光OS1a～OS4a而向空间光调制器阵列2会聚。另外，信号光OS1a～OS4a分别向构成空间光调制器阵列2的4个空间光调制器会聚。
另外，各信号光OS1～OS4的向偏振波操作元件4入射的入射角度不是0度，且互不相同，但其角度通常设计成小角度。因此，偏振波操作元件4对于各信号光OS1～OS4的偏振波操作特性不取决于其入射角度而几乎相同。
接着，空间光调制器阵列2通过未图示的控制器来控制施加电压，使各信号光OS1a～OS4a朝向光纤口1ab～1ae中的对应的口以规定的角度衍射。这里，空间光调制器阵列2具有偏振波依赖特性，但由于信号光OS1a～OS4a接受偏振波操作元件4的操作且由单一的偏振波方向构成，因此能不受空间光调制器阵列2的偏振波依赖特性的影响地衍射。
接着，各信号光OS1a～OS4a再次向偏振波操作元件4输入。偏振波操作元件4向各信号光OS1a～OS4a施加与去路相反的操作，即，使2个一致的偏振波方向的光正交而合成，作为各信号光OS1～OS4而输出。
各信号光OS1～OS4依次经由聚光透镜3、衍射光栅5、变形光学系统6，向准直器阵列1的对应的光纤口1ab～1ae输入，从光波长选择光开关装置10输出。如此，该波长选择光开关装置10能够进行将从Com口输入的波长多重信号光OS按照各波长的信号光OS1～OS4向所希望的口输出的波长选择光开关动作。
这里，该波长选择光开关装置10中，将偏振波操作元件4配置在聚光透镜3与空间光调制器阵列2之间，因此能比以往小型化。
以下，对以往的波长选择光开关装置进行比较说明。以往的波长选择光开关装置将进行偏振波分离的偏振波操作元件配置在紧接着光输入输出口的后方。因此，接着偏振波操作元件配置的光元件需要用于确保2个偏振波状态的光的光路的尺寸。
例如，图7是表示以往的波长选择光开关装置的衍射光栅5B中的波长多重信号光OS的光路的图。另外，变形光学系统6也可以根据需要而配置在例如准直器阵列1的后方。如图7所示，在准直器阵列1、偏振波操作元件4B、衍射光栅5B、聚光透镜3B、及空间光调制器阵列2B依次排列的以往的波长选择光开关装置中，波长多重信号光OS以通过偏振波操作元件4B分别分离成具有直线偏振波的2个信号光OS10和信号光OS20的状态向衍射光栅5B输入。因此，需要使用具有用于确保信号光OS10和信号光OS20这2个光路的宽度W1的衍射光栅5B。具体而言，需要是信号光OS10和信号光OS20的光束直径的2倍以上的宽度。
相对于此，图8是表示图1所示的本实施方式1的波长选择光开关装置10的衍射光栅5中的波长多重信号光OS的光路的图。另外，变形光学系统6省略记载。如图8所示，在该波长选择光开关装置10中，波长多重信号光OS以未进行偏振波分离的状态向衍射光栅5输入。因此，衍射光栅5的宽度W2只要确保1个波长多重信号光OS的光路即可，因此比以往的衍射光栅5B的宽度W1窄，例如只要为宽度W1的1/2以下的宽度即可。因此，在该波长选择光开关装置10中，作为衍射光栅5，可以使用比以往的衍射光栅5B小型的衍射光栅。
接着，图9是表示以往的波长选择光开关装置的偏振波操作元件4B中的信号光的光路的图。如图9所示，在以往的波长选择光开关装置中，由于偏振波操作元件4B配置在紧接着准直器阵列1的后方，因此需要具有用于使相对于准直器阵列1输入输出的由虚线表示的信号光全部通过的高度H1。
相对于此，图10是表示图1所示的本实施方式1的波长选择光开关装置10的偏振波操作元件4中的信号光的光路的图。如图10所示，在波长选择光开关装置10中，信号光OS1～OS4通过聚光透镜3折射而以光路密集的状态通过偏振波操作元件4。因此，偏振波操作元件4的高度H2比以往的偏振波操作元件4B的高度H1低。因此，作为偏振波操作元件4，可以使用比以往的偏振波操作元件4B小型的偏振波操作元件。
同样地在本实施方式1的波长选择光开关装置10中，关于变形光学系统6及聚光透镜3，也可以使用比以往小型的部件。因此，该波长选择光开关装置10能够实现使用的光学元件的小型化，因此能够形成为比以往更小型。
另外，在聚光透镜3的跟前进行偏振波分离时，利用聚光透镜3内的从光轴分离的部分来进行聚光，所以存在受到聚光透镜3的像差的影响大的问题。因此，无法利用空间光调制器阵列2使光束完美地会聚，波长选择光开关装置的特性发生劣化。
而且，在以往的波长选择光开关装置中，被进行了偏振波分离的2个偏振波状态的信号光在到达空间光调制器阵列之前，长距离传播且通过多个光学元件。这里，2个偏振波状态的信号光的光路由于空间性地分离，因此每当通过光学元件时光路长度可能会产生差异。其结果是，在以往的波长选择光开关装置中，用于使2个偏振波状态的信号光的光路长度一致的光路调整和光学元件的配置设计较为复杂。
另外，尤其是如图3所示光路在衍射光栅的前后弯曲较大时，优选分别调整从偏振波操作元件到衍射光栅的光路长度、及从衍射光栅到空间光调制器阵列的光路长度。然而这种情况下，需要在至少两个部位配置光路调整元件，因此光路调整元件的配置设计变得烦杂，且部件个数增加，因此成本高。
相对于此，在本实施方式1的波长选择光开关装置10中，由偏振波操作元件4进行了偏振波分离后的2个信号光的到达空间光调制器阵列2为止的距离短，且不会通过其他的光学元件。而且，在比衍射光栅5靠前方处无需调整光路长度。因此，与以往相比，该波长选择光开关装置10的光路调整和光学元件的配置设计容易，且成本低。
另外，在采取使用变形光学系统来使光束直径向规定方向扩大的结构时，若在变形光学系统的前方进行偏振波分离，则接着变形光学系统配置的光学元件的为了确保光路所需的尺寸特别增大。相对于此，本实施方式1的波长选择光开关装置10可以采用变形光学系统6并同时使各光学元件小型化，从而能够实现进一步的小型化，特别优选。
例如，图11是与图7不同的从y轴方向正向观察以往的波长选择光开关装置的光路而得到的图。另外，变形光学系统6根据需要也可以配置在例如准直器阵列1的后方。而且，图12是从y轴方向正向观察本实施方式1的波长选择光开关装置10的光路而得到的图。另外，变形光学系统6省略记载。如图11所示，在以往的波长选择光开关装置中，波长多重信号光OS以通过偏振波操作元件4C沿着x轴方向分别分离成具有直线偏振波的2个信号光OS10和信号光OS20的状态向衍射光栅5C和聚光透镜3C输入，然后向空间光调制器阵列2C输入。因此，为了确保信号光OS10和信号光OS20这2个光路，以往的波长选择光开关装置的高度需要为图12所示的本实施方式1的波长选择光开关装置10的2倍以上的高度。如此，本实施方式1的波长选择光开关装置10具有能够抑制高度而实现小型化的特征和使用的光学部件为小光学部件而成本低的特征。而且，在本实施方式1的波长选择开关装置10中，在到空间光调制器阵列2的跟前为止未将信号光分离成2个直线偏振波的信号光，因此光路长度的调整容易。
另外，在上述实施方式中，光开关装置为1×4型，但在本发明中，光输入输出的口数并未特别限定，只要是N×M光开关装置即可(其中，N、M为1以上的整数)。
另外，在上述实施方式中，空间光调制器为LCOS，但只要是使用液晶或能够对光进行开关的其他的构件作为空间光调制层且具有偏振波依赖特性的空间光调制器或光开关即可，并未特别限定。
另外，在上述实施方式中，衍射光栅为透过型，但也可以为反射型。而且也可以取代衍射光栅而使用棱镜等光色散元件。而且，作为光色散元件，优选偏振波依赖特性小的光色散元件。
另外，上述实施方式是波长选择光开关装置，但本发明并不局限于此，也可以适用于不具备光色散元件而用于任意变更特定波长的信号光的路径的光开关装置。而且，本发明还可以适用于不具备变形光学系统的光开关装置。
另外，在上述实施方式中，说明了使用光开关的波长选择光开关装置，但本发明只要是使用具有偏振波依赖性的空间光调制器的光操作装置即可，并未特别限定。例如在上述实施方式中，作为空间光调制器，若取代光开关而使用强度调制器，则可以被利用作为强度调制装置。而且，通过沿着衍射光栅产生的色散方向即图1的y轴方向来排列强度调制器，而能够按照向各强度调制器入射的各波长的光来操作光的强度，因此能够控制折回的光的强度光谱形状。而且，例如，作为空间光调制器，若取代光开关而使用相位调制器，则可以作为相位调制装置而被利用。而且，通过沿着衍射光栅产生的色散方向即图1的y轴方向来排列相位调制器，而能够按照向各相位调制器入射的各波长的光来操作光的相位，因此能够控制折回的光的群速度色散的波长依赖性。通过控制群速度色散的波长依赖性，而能够使相位调制装置具有例如光信号的色散补偿的功能。在进行上述部件的空间光调制时，不必一定将操作后的光向与光所输入的口不同的口输出，也可以向与光所输入的口相同的口折回。这种情况下，使用循环器等，能够将输入光与输出光分离。
另外，并不是通过上述实施方式来限定本发明。将上述的各结构要素适当组合而构成的方式也包含于本发明。而且，本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果和变形例。因此，本发明的更宽泛的形态并未由上述的实施方式限定，而能够进行各种变更。
【工业实用性】
如以上所述，本发明的光操作装置主要适合于在光通信的用途中利用。
【符号说明】
1准直器阵列
1a光输入输出口
1aa～1ae光纤口
1b准直透镜
1c光纤固定基材
1d垫片部
2空间光调制器阵列
2A空间光调制器
2a硅基板
2b像素电极组
2c液晶层
2d取向膜
2eITO电极
2f罩玻璃
3聚光透镜
4偏振波操作元件
4a偏振波分离元件
4b偏振波旋转元件
4c光路调整元件
5衍射光栅
6变形光学系统
10波长选择光开关装置
H1、H2高度
L1～L9光
OS波长多重信号光
OS1～OS4、OS1a～OS4a信号光
P1、P2直线偏振波成分
W1、W2宽度
θ出射角度

Claims (12)

1.一种光操作装置，其特征在于，
具备：
光输入输出口，其具有从外部输入光或向外部输出光的多个口；
空间光调制器，其使从所述光输入输出口入射的光朝向所述光输入输出口射出且具有偏振波依赖特性；
聚光元件，其配置在所述光输入输出口与所述空间光调制器之间，并使所述光输入输出口与所述空间光调制器光学性地耦合；以及
偏振波操作元件，其配置在所述聚光元件与所述空间光调制器之间，进行操作，以使输入的光的偏振波状态仅由单一的偏振波方向构成，然后将其输出，
所述聚光元件使从所述光输入输出口入射的光的光路折射而经由所述偏振波操作元件向所述空间光调制器会聚，
所述偏振波操作元件具有：偏振波分离元件，其将从所述光输入输出口入射的光分离成彼此正交的2个直线偏振波的光；偏振波旋转元件，其配置在所述偏振波分离元件的所述空间光调制器侧且用于将所述2个光的偏振波方向形成为相同而输出。
2.根据权利要求1所述的光操作装置，其特征在于，
所述空间光调制器利用液晶对光进行空间调制。
3.根据权利要求2所述的光操作装置，其特征在于，
所述空间光调制器是LCOS。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光操作装置，其特征在于，
所述偏振波分离元件由双折射性材料构成。
5.根据权利要求4所述的光操作装置，其特征在于，
所述偏振波分离元件由方解石或金红石构成。
6.根据权利要求4所述的光操作装置，其特征在于，
所述偏振波分离元件是渥拉斯顿棱镜。
7.根据权利要求1所述的光操作装置，其特征在于，
具备配置在所述光输入输出口与所述聚光元件之间且对输入的光的波长成分进行分离的光色散元件，使用所述空间光调制器对由所述光色散元件分离后的多个波长成分进行操作。
8.根据权利要求7所述的光操作装置，其特征在于，
所述光色散元件是衍射光栅。
9.根据权利要求7或8所述的光操作装置，其特征在于，
具备配置在所述光输入输出口与所述光色散元件之间的变形光学系统。
10.根据权利要求1～3、5～8中任一项所述的光操作装置，其特征在于，
所述空间光调制器是光开关。
11.根据权利要求1～3、5～8中任一项所述的光操作装置，其特征在于，
所述空间光调制器是强度调制器。
12.根据权利要求1～3、5～8中任一项所述的光操作装置，其特征在于，
所述空间光调制器是相位调制器。
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